Celle a combustibile create per durare
La generazione di calore e potenza combinati (CHP) fa riferimento a una tecnologia altamente efficiente che genera elettricità e allo stesso tempo cattura il calore utile prodotto dal processo. Gli impianti CHP possono raggiungere le efficienze in eccesso dell'80 % rispetto all'efficienza del 40-50 % degli impianti a turbina a gas a ciclo combinato (CCGT) o quelli alimentati a carbone. Inoltre, il processo CHP è compatibile sia con i combustibili rinnovabili che con quelli fossili. La generazione di CHP su piccola scala o microscopici per case ed edifici viene considerata un mercato importante per le celle a combustibile. Le celle a combustibile con membrana di scambio protoni a bassa temperatura (LT PEMFC) sono particolarmente promettenti, ma le loro durate di funzionamento continuo devono essere aumentate in modo significativo per raggiungere 40 000 ore. Gli scienziati hanno avviato il progetto Keepemalive, finanziato dall'UE, per migliorare la conoscenza dei meccanismi di degradazione e guasto e consentire le durate richieste a costi ragionevoli, mantenendo allo stesso tempo le prestazioni. La verifica della degradazione oltre la durata di un prodotto quando ci aspetta di essere sull'ordine di 4-5 anni per il funzionamento non-stop, richiede l'uso di test dello stress accelerato (AST), Pertanto, una parte importante del lavoro di Keepemalive consiste nello sviluppo di protocolli AST migliorati. Questi sono stati definiti per consentire l'identificazione e la quantificazione dei fattori principali e delle interrelazioni che causano la degradazione, oltre a caratterizzare le attuali modifiche nelle proprietà dei materiali PEMFC e la relativa perdita di prestazioni. Gli elettrocatalizzatori sono stati caratterizzati mediante vari test, tra cui la degradazione accelerata dei catalizzatori (perdita dell'area superficiale elettrochimica) (ECSA)), mediante il ciclo di tensione in condizioni simili all'avviamento, al cambio di carico e allo spegnimento. Gli scienziati stanno attualmente sviluppando un modello matematico di test di degradazione sperimentale ex situ. I materiali del catalizzatore sono stati scelti per i gruppi a membrana-elettrodo (MEA). L'inglobamento di certi additivi in membrane ha diminuito la degradazione chimica indotta da ferro (Fe)/perossido di idrogeno (H2O2), producendo MEA ad elevata resistenza in grado di competere con produttori leader internazionali. Una durata di manutenzione più lunga per i sistemi a micro-CHP significa più energia offerta dall'investimento iniziale, che incoraggia i consumatori a implementare i sistemi a micro-CHP. L'aumentato utilizzo della tecnologia LT PEMFC ridurrà le emissioni dalla produzione di energia statica e renderà più attuabile l'utilizzo di forme di energia rinnovabile meno affidabili, come il vento intermittente, in tandem.
